한재원

한재원

🛠️ 저는 커서 백엔드 개발자가 될래요!

[데이터베이스] 트랜잭션

Updated: Categories:

트랜잭션에 대해 알아보자

트랜잭션

  • 데이터베이스의 상태를 변화시키키기 위해 수행하는 작업의 단위
  • 한꺼번에 수행되어야 할 일련의 작업
  • 하나의 트랜잭션은 커밋되거나 롤백된다
    • Commit : 트랜잭션 결과를 DB에 반영
    • Rollback : 오류가 한번이라도 났을 경우 해당 트랜잭션 종료 or 재시작

특징

  • 원자성 (Atomicity)
    • 트랜잭션내 작업은 모두 반영되거나 모두 반영되지 않아야 한다.
    • 트랜잭션 내 작업 중 하나라도 오류 발생시 트랜잭션 전부가 취소되어야 한다
  • 일관성 (Consistency)
    • 트랜잭션 결과 데이터베이스는 언제나 일관성 있는 상태여야 한다.
    • 트랜잭션 도중 수정된 상태를 참조하지 않고, 수정 전 상태를 참조함
  • 독립성 (Isolation)
    • 둘 이상의 트랜잭션이 동시 실행되는 경우 서로의 연산에 끼어들 수 없다
    • 수행중인 트랜잭션은 완전히 완료될때까지 다른 트랜잭션의 결과를 참조할 수 없다.
  • 영속성 (Durablility)
    • 성공적으로 완료된 트랜잭션 결과는 영구적으로 반영되어야 한다.


트랜잭션 격리수준

  • 여러 트랜잭션이 동시실행될 때 트랜잭션끼리 얼마나 고립되어 있는지를 나타내는 것
  • 일관성과 독립성을 위반하는 수준

문제상황

  • dirty reads
    • 트랜잭션 실행 후 변경된 모든 데이터가 반영되는 현상
      1. 사용자의 나이를 두번 조회하는 트랜잭션 T1 실행 -> 처음 나이 : 20
      2. T1 - 첫번째 조회쿼리 실행 -> 조회된 나이 : 20
      3. T2 - 데이터 수정 -> 변경된 나이 : 21
      4. T1 - 두번째 조회쿼리 실행 -> 조회된 나이 : 21
  • non-repeatable reads
    • 트랜잭션 실행 후 수정 + 커밋된 데이터까지 반영되는 현상
      1. 사용자의 나이를 두번 조회하는 트랜잭션 T1 실행 -> 처음 나이 : 20
      2. T1 - 첫번째 조회쿼리 실행 -> 조회된 나이 : 20
      3. T2 - 데이터 수정 + 커밋 -> 변경된 나이 : 21
      4. T1 - 두번째 조회쿼리 실행 -> 조회된 나이 : 21
  • phantom reads
    • 트랜잭션 실행 후 추가 + 커밋된 유령 데이터까지 반영되는 현상
      1. 모든 사용자 수를 두번 조회하는 트랜잭션 T1 실행 -> 총 사용자 3명
      2. T1 - 첫번째 조회쿼리 실행 -> 총 사용자 3명
      3. T2 - 사용자 1명 추가 후 커밋 -> 총 사용자 4명
      4. T1 - 두번째 조회쿼리 실행 -> 총 사용자 4명

격리수준

  • READ_UNCOMMITTED
    • 제한없이 모든 데이터 조회
    • 표준도 아님
  • READ_COMMITTED
    • 커밋 완료된 데이터만 조회
    • 온라인서비스에서 가장 많이 선택됨
  • REPEATABLE_READ
    • 트랜잭션이 시작되기 전 커밋된 데이터만 조회
    • MySQL default
  • SERIALIZABLE
    • 트랜잭션 종료시까지 공유잠금
    • 동시처리 능력이 매우 낮아서 실제 사용 X


Lock

  • 트랜잭션의 순차성을 보장하기 위한 방법
  • DB, 테이블, 행 단위로 Lock을 걸수 있으며, 보통 행 단위로 사용함

종류

  • 공유 락
    • Shared/Read Lock
    • 읽기 연산만 허용하고 쓰기 연산은 허용하지 않음
    • 한 데이터에 여러개의 공유락이 동시에 걸릴 수 있지만, 배타락은 걸 수 없음
  • 배타 락
    • Exclusive/Write Lock
    • 읽기/쓰기 연산 모두 금지
    • 한 데이터에 배타락 하나만 걸 수 있음

Blocking

  • 특정 데이터에 배타 락이 걸려있을 경우 해당 트랜잭션이 완료되기 전까지 해당 데이터 관련 작업이 모두 중단되는 현상
  • 블로킹은 성능 저하를 불러오므로 최소화해야함

DeadLock

  • 두 트랜잭션이 각각 데이터에 Lock을 걸어놓아 두 트랜잭션 모두 영원히 작업을 끝내지 못하는 현상
  • 교착상태 발생시 DBMS가 한 트랜잭션에 에러를 발생시켜 문제를 해결함
  • 해결법
    • 트랜잭션 내 작업 최소화
    • 트랜잭션간 데이터 교차 접근 최소화
    • 데이터 잠금 최소화


Lock 전략

  • 데이터에 동시 접근하는 상황일 경우, 충돌이 발생하는데 이를 Lock 전략을 통해 해결 가능

비관적 락

  • REPEATABLE_READ 이상의 격리 수준에서 사용가능
  • 트랜잭션이 시작될때 사용 데이터에 락을 걸어버리는 전략
    • 트랜잭션 충돌을 가정하고 시작함
    • DB에서 제공하는 공유/배타 락을 사용
  • 롤백이 쉬우므로 트랜잭션 충돌이 많이 일어나는 상황에서 사용함

낙관적 락

  • 데이터의 변경 버전을 명시하여 데이터 변경 요청에 순서를 부여함, 최초 요청만 인정
  • DB 기능을 사용하지 않고 어플리케이션 레벨에서 구현함
    • 트랜잭션 및 Lock 사용 X
    • 따라서 비관적 락보다 성능이 좋음
  • 트랜잭션 충돌이 적은 상황에서 사용함


참고링크

  • https://velog.io/@guswns3371/%EB%8D%B0%EC%9D%B4%ED%84%B0%EB%B2%A0%EC%9D%B4%EC%8A%A4-%ED%8A%B8%EB%9E%9C%EC%9E%AD%EC%85%98-%EA%B2%A9%EB%A6%AC%EC%88%98%EC%A4%80
  • https://sabarada.tistory.com/121